基于at89s52單片機(jī)的智能沖擊電流計(jì)的設(shè)計(jì)與開發(fā)-文庫吧
2025-06-03 15:20 本頁面
【正文】 機(jī)原理與應(yīng)用、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、光纖通信等課程的教學(xué)工作，2次獲得湖南理工學(xué)院課堂教學(xué)比武一等獎(jiǎng)，多次榮獲學(xué)校課堂教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)。梅孝安同志指導(dǎo)學(xué)生完成湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生湖南省大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外創(chuàng)新比賽獲二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。項(xiàng)目研究和實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題沖擊電流計(jì)不是用來測(cè)量電流的，而是直接測(cè)量脈沖電量的，常用來測(cè)量與電量有關(guān)的物理量，如磁感應(yīng)強(qiáng)度、電容、高電阻等，它是基本精密儀器之一，在工程生產(chǎn)與精密測(cè)量領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。沖擊電流計(jì)可以測(cè)量在暫短時(shí)間內(nèi)流經(jīng)它的脈沖電流所遷移的電量。本項(xiàng)目利用現(xiàn)代單片機(jī)技術(shù)與高速A/D芯片采用全新的思想設(shè)計(jì)與開發(fā)一套智能沖擊電流計(jì)。下面以充滿電的電容放電為例說明其設(shè)計(jì)思想。電容放電時(shí)其電量的變化情況如圖1所示。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的沖擊電流計(jì)能測(cè)量出暫短時(shí)間內(nèi)流經(jīng)它的脈沖電流所遷移的電量。設(shè)計(jì)思想是：如要測(cè)出t1~t2時(shí)間內(nèi)遷移的電量，則在t1~t2時(shí)間內(nèi)取樣，利用高速A/D芯片通過單片機(jī)測(cè)出其電壓值，計(jì)算出其電流值，乘以間隔時(shí)間，即可得到間隔期間的電量值，最后把所測(cè)得的電量Q累加起來，即得到所要的遷移電量，最后通過4位數(shù)碼管顯示所測(cè)電量值。毫無疑問，取樣間隔時(shí)間越短，測(cè)量精度越高，但對(duì)A/D芯片的要求也越高。圖1 電容放電情況沖擊電流計(jì)一個(gè)典型的應(yīng)用是用電容漏電法精確測(cè)量高電阻。高電阻一般指100萬歐以上的電阻，由于惠更斯電橋靈敏度有限，因此高電阻一般不能也不宜用它作精確測(cè)量。但用漏電法能比較精確地測(cè)量高電阻，其測(cè)量原理如圖2所示。圖2 漏電法測(cè)高阻電路圖測(cè)量方法是將被測(cè)電阻R與已知電容C并聯(lián)，先將電容器充電，然后將開關(guān)K斷開，即不與3接觸，也不與1接觸，電容器上的電荷將通過高電阻R泄漏，精確控制漏電的時(shí)間并測(cè)出剩余電量就能通過計(jì)算得出高電阻的阻值。目前工程上大多利用秒表手工控制漏電的時(shí)間，即開關(guān)動(dòng)手與秒表手工停啟，實(shí)驗(yàn)誤差非常大。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的智能沖擊電流還設(shè)有智能開關(guān)控制器模塊，該模塊利用單片機(jī)定時(shí)系統(tǒng)和繼電器電磁開關(guān)能進(jìn)行精確的定時(shí)控制，用戶可以隨意設(shè)定電容充電的時(shí)間、電容對(duì)電阻放電的時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)完成各種狀態(tài)的切換，測(cè)量精度非常高。本項(xiàng)目研究的內(nèi)容是利用AT89S52單片機(jī)、高速A/D芯片、繼電器以及數(shù)碼管等外圍器件設(shè)計(jì)與開發(fā)出一套具有精準(zhǔn)控時(shí)智能開關(guān) 控制器的數(shù)字智能沖擊電流計(jì)。利用此儀器附加其他設(shè)備，就可以精確的測(cè)量電量、高電阻、
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